华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室工作简报2026年第4期 (总第103期)
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摘要:
新闻动态
湖南省委常委、省委统战部部长隋忠诚一行来实验室参观调研
5月18日,湖南省委常委、省委统战部部长隋忠诚一行来发光材料与器件全国重点实验室参观调研,华南理工大学党委副书记、纪委书记徐国正陪同调研。
实验室主任马於光院士对调研组的到来表示诚挚欢迎,并详细介绍了实验室的发展历程、组织架构、核心研究方向以及近年来实验室在承担国家重大科技任务中所做出的努力与取得的进展。
陈永胜院士做客发光材料与器件全国重点实验室前沿科技论坛
5月15日,中国科学院院士陈永胜教授做客发光材料与器件全国重点实验室前沿科技论坛,为师生带来题为“光电能源高分子材料”的学术报告。此次报告由中国科学院院士、发光材料与器件全国重点实验室主任马於光教授主持。马於光院士首先对陈永胜院士的来访表示热烈欢迎,并简要介绍了其学术履历与重要科研成果。他指出,陈永胜院士数十年潜心科研、深耕学术前沿,这份笃行致远的科研精神,值得全体青年科研人员学习。
实验室主任马於光院士及吉林招生组一行前往东北师大附中交流
2026年5月7日下午,我校(华南理工大学)吉林招生组一行在中国科学院院士、实验室主任马於光教授带领下,赴东北师范大学附属中学开展交流访问。东北师大校长助理、附属中学校长邵志豪,高中部副校长刘玉新,高中部校长助理潘振东,以及高三班主任代表吴迪、薛玉财、暴大小等老师热情接待并参与座谈。
实验室研究生邝宇航 登上《人民日报》
近日,《人民日报》专版刊登2024-2025学年度国家奖学金获奖学生代表名录,全国21万名本研国奖获得者中,仅200名优秀代表登榜。发光材料与器件全国重点实验室硕士研究生邝宇航光荣入选。
研究进展
发光理论与机制
王志明研究员团队:硼锁氮杂八元环策略构建高效率、低滚降和抗聚集猝灭特性的窄发射OLED
为构筑高色纯度兼具高性能OLED,多重共振(MR)型有机发光材料因其优异属性而备受关注,但其平面结构在高掺杂浓度下易导致光谱展宽、聚集诱导淬灭(ACQ)和效率滚降的问题,通常只能在低掺杂浓度(< 5 wt%)下工作,对工艺精度和成本要求苛刻。
华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的王志明研究员课题组此前曾开发了具有马鞍形结构的氮杂八元环骨架——8NN。该骨架兼具深蓝窄带发射(峰值405 nm,半峰宽19 nm)和抑制聚集的独特优势。基于此氮杂八元环核心骨架8NN,通过引入多个B/N单元,开发了两种兼具窄带发射和抗聚集特性的有机发光材料——8NN-1B和8NN-2B。在8NN核心固有的多重共振特性和马鞍形构型的基础上,通过硼锁定策略得到的两种衍生物表现出显著增强的MR效应,同时呈现出聚集诱导发光(AIE)和聚集窄化发光(ANE)的特性。其中,8NN-2B的反向系间窜越速率(kRISC)显著提升,其无敏化剂器件实现了32.20%的最大EQE,在1000 cd m‒2亮度下EQE为29.10%,滚降可忽略不计。值得注意的是,即使在10 wt%的高掺杂浓度下,仍保持了高的EQE和优异的效率滚降。
原文链接:https://doi.org/10.1002/anie.3011418
王志明研究员团队:1,2-硼氮杂芳烃中协同调控电子-振动耦合与电荷转移实现高效稳定窄带电致发光
新兴有机窄带发光材料显著提升了有机电致发光器件(OLED)的色纯度,为下一代超高清与宽色域显示提供了有力支持。然而,有机窄带发光材料的发展仍面临结构多样性拓展、合成效率提升、窄带发射机制阐释以及整体电致发光性能增强等诸多挑战。
华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室王志明研究员课题组通过整合平面锁定、外围旋转以及硼氮(BN)单元延伸等系统化分子设计策略,开发出一类基于1,2-BN杂芳烃的新型窄带发光材料,其最窄光谱半峰宽仅16 nm。研究团队提出“热激子层”设计策略,以优化器件中的激子动力学。基于该材料制备的窄带 OLED 器件展现出高效率、低效率滚降等特点,且与对照的1,4-BN杂芳烃相比,表现出更优的器件稳定性。该研究结果为设计结构多样且具有高电致发光性能的窄带发光材料提供了新的思路。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c05118
王志明研究员团队:热激子材料分子和器件设计的最新概念进展
由于长寿命三重态(T1)激子易引发激子湮灭效应并加速分子键断裂,蓝光OLED仍面临高亮度下效率滚降严重以及器件工作寿命不足等关键挑战。热激子材料具备快速高能级反向系间窜越(hRISC)过程,理论上不仅能够实现100%的激子利用率,还能有效抑制T1激子的积累。因此,热激子型蓝光OLED 有望在高效率与高稳定性之间实现理想平衡。
华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室王志明研究员课题组受邀撰写了以热激子材料与器件为主题的概念(Concept)综述。该文回顾了近年来热激子材料领域的相关研究进展,重点讨论其在分子设计理念和器件工程方面的创新成果,旨在为高性能热激子材料及 OLED 器件的发展提供理论依据与技术指导。
原文链接:https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cptc.202500368
新型显示、探测与成像
赵祖金教授团队:新型折叠热活化延迟荧光分子实现高性能OLED
有机发光二极管(OLED)凭借自发光、柔性轻薄等优势已成为显示与照明领域研究热点。纯有机热活化延迟荧光(TADF)材料可实现100%激子利用率,在发光材料和敏化剂应用中前景广阔。传统线性给体-受体(D-A)型TADF分子虽能通过高度扭曲的结构获得小ΔEST,但连接给受体的单键容易旋转导致非辐射能量耗散,且强长程电荷转移使得光色与效率难以兼顾。
近日,华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的赵祖金教授课题组利用折叠分子设计策略,开发了新型三明治折叠构型TADF材料——f-TRZ-1和f-TRZ-2。该刚性折叠骨架通过分子内弱相互作用锁定构象,有效抑制了结构弛豫与非辐射能量耗散。同时,空间上紧密堆叠的D/A结构使其在不同主体材料中均能维持稳定的光色和效率。作为发光材料和敏化剂都表现出优异的电致发光性能,充分展示了这类折叠型TADF材料在高性能OLED制造中的应用潜力。
原文链接:https://doi.org/10.1002/anie.8748107
夏志国教授团队:Cs3YCl6中Eu原位氧化还原构建的单层多色闪烁体
X 射线成像在医学诊断、安检与工业无损检测中至关重要,传统单色成像仅累积 X 射线强度,难以区分密度相近材料。多层结构彩色闪烁体虽可提升成像辨识度,但存在层间激发、光子串扰等固有缺陷,在一定程度上削弱能量分辨能力。相比之下,单基质彩色闪烁体可从结构上规避串扰问题,简化制备流程、降低成本,是下一代高精度X 射线成像的核心发展方向。稀土Eu离子可实现Eu3+/Eu2+共存与多色发光,而本工作所采用的零维金属卤化物Cs3YCl6兼具适中的陷阱深度与无超长余晖特性,契合实时成像需求,是构建单基质多色闪烁体的理想材料体系。
华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室夏志国教授课题组,设计并制备出单基质Cs3YCl6:Eu3+彩色闪烁体,通过 X 射线原位诱导Eu3+可逆还原为 Eu²⁺,实现蓝 /绿 / 红多色本征发光。该材料在0.068–3.387 mGy剂量范围内实现 X 射线实时剂量监测,最大相对灵敏度达233.9% mGy-1,多色 X 射线成像空间分辨率达10 lp/mm,在对X射线进行多色成像的同时实现剂量探测。
原文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.3791639
周博教授团队:上转换发光实现红外亚带隙光电探测
高性能的红外光电探测在光通信、夜视、生物成像、环境监测等领域具有重要应用前景。然而,传统半导体光电探测器受限于材料带隙,难以响应能量低于带隙的红外光子(即亚带隙光子)。利用镧系离子掺杂上转换纳米颗粒(UCNPs)将红外光转换为可见光,再被宽带隙半导体吸收,已证实是一种可行的策略。但传统共掺杂上转换纳米粒子中存在严重的有害能量转移,导致上转换发光效率低,极大限制了光电探测材料的开发与应用。
近日,华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室周博教授团队提出了一种通过选择性界面能量转移(IET)增强上转换发光的概念模型(图1)。通过在多层核壳纳米结构中,将激活剂Er3+(NaErF4核)与敏化剂Yb3+(NaYbF4壳)进行纳米级的空间可控分离,有效抑制了反向能量传递等非辐射损耗,实现了上转换发光强度2个数量级提升。在此基础上,将高亮度上转换纳米颗粒与WSe2二维光电探测材料结合,成功实现了对980 nm亚带隙红外光的高效响应,为突破传统光电探测器的带隙限制提供了新路径。
原文链接:
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.6c01276
有机光伏材料与器件
李宁教授团队:反序逐层沉积策略打破倒装有机太阳能电池效率瓶颈
倒置结构有机太阳能电池凭借优异的运行稳定性成为有机光伏产业化的优选架构,但采用逐层沉积工艺制备时,效率始终大幅落后于常规正向结构。该瓶颈源于传统沉积顺序下,底层小分子受体层易被后续溶液侵蚀溶解,且活性层垂直组分分布与器件内光场分布存在固有失配,严重限制光捕获与电荷传输性能,成为行业长期未解决的核心难题。
近日,华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室李宁教授团队提出反序逐层沉积(r-LBL)新策略,成功打破倒装有机太阳能电池的效率瓶颈,有望推动有机光伏器件的大面积商业化应用。
原文链接:https://doi.org/10.1039/D5EE07561K
李宁教授团队:多功能SAM界面工程打破倒置有机太阳能电池效率-稳定性权衡
倒置结构有机太阳能电池凭借与大面积溶液加工的良好兼容性、更优异的运行稳定性,成为有机光伏商业化发展的核心技术路线之一。但目前其光电转换效率仍落后于常规正置结构,且空穴传输界面三氧化钼向活性层扩散引发的界面降解,是制约器件长期稳定性、形成效率-稳定性权衡瓶颈的核心原因,亟需通用型界面工程策略突破这一行业难题。
近日,华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室李宁教授团队,通过分子级调控的多功能自组装单分子层(SAM)界面工程策略,成功打破倒装有机太阳能电池的效率-稳定性权衡瓶颈,有望拓展有机光伏材料与器件的商业化应用场景。
原文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.70986
李宁&黄飞教授团队:一种兼顾钙钛矿太阳能电池机械与电学稳定性的复合中间层
钙钛矿太阳能电池兼具高效率、低成本和溶液加工优势,是新一代光伏的重要方向,但长期稳定性仍限制其产业化应用。倒置器件中的电子传输/阴极界面同时承担电荷抽取、能级调控、缺陷钝化和离子阻挡功能,在光热电机械耦合应力下极易成为失效起点。
近日,华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室李宁、黄飞、孟伟团队构筑了热原位交联c-BCP与醇溶液加工n型导电聚合物PBFDO:PEOx组成的复合阴极界面层,实现界面应力释放、离子迁移阻挡与定向电子传输协同调控,有望拓展高效稳定钙钛矿太阳能电池的规模化应用。
原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.73119
李宁教授团队:形貌调控全喷涂制备高功质比有机太阳电池
功质比是重量受限领域光伏技术的关键指标,超柔有机太阳电池虽性能优异,但实验室成果的可扩展制造面临挑战。喷涂因其非接触式的加工方式,适配大面积制造备受关注。但加工过程中成膜动力学复杂,活性层形貌难调控,效率低于旋涂器件,亟需形貌调控策略提升喷涂器件性能与功质比。
近日,华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的李宁教授课题组以喷涂活性层形貌调控为核心,成功喷涂活性层制备高效有机太阳电池,并进一步实现全喷涂制备高功质比器件。有望拓展可印刷、柔性轻量化有机光伏的实际应用。
原文链接:https://doi.org/10.1039/D6GC00940A
无机发光与光纤激光
夏志国教授团队:激光驱动准透明陶瓷光子引擎赋能千米级白光通信
实时、高速、大容量的无线通信是下一代6G系统和低空经济(如无人机物流、空中交通管理)发展的核心驱动力。在海拔1000米以下的低空空域,传统射频通信面临频谱拥堵和电磁干扰等问题,而可见光通信(VLC)技术以其频谱资源丰富、安全性高、无电磁干扰等优势,被视为极具潜力的解决方案。将照明与通信功能合二为一,实现“照明即通信”,对光源的亮度、速度、距离和稳定性提出了极其严苛的要求。传统的LED光源受限于“效率骤降”和有限的调制带宽,而有机封装荧光粉则因热导率差难以承受高功率密度激发,这使得打造一款能同时满足远距离照明与高速通信的“光子引擎”成为巨大挑战。
透明陶瓷是理想的激光驱动光子转换体,但其传统制备方法(如热等静压、放电等离子烧结)依赖高温高压和纳米前驱体原料,成本高、难以规模化且形状灵活性差。华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室夏志国教授团队在Matter期刊上发表了一项突破性成果。研究团队创新性地提出了一种温和的熔融淬冷-分步晶化策略,实现了从非晶玻璃到高结晶度Ce3+掺杂石榴石型准透明陶瓷的绿色制备,并以此为核心构建了激光驱动的白光光子引擎,成功实现了流明效率高达202lm W-1的白光照明,并基于此引擎在1.2公里的传输距离上实现了高速可见光通信,峰值带宽达到71.8 MHz。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238526001852?via%3Dihub
前沿交叉
秦安军教授团队:基于羟基-炔点击化学构建多功能荧光纤维素材料
合成聚合物荧光材料在光电器件、信息加密等领域展现出广阔的应用前景。然而,化石资源枯竭和环境恶化,促使生物基荧光材料成为研究热点。纤维素作为地球上最丰富的天然聚合物是理想的候选者,但传统物理掺杂或化学修饰面临稳定性受损、能耗高及聚集导致猝灭等挑战。因此,亟需开发一种温和的纤维素改性策略。
近日,华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的秦安军教授课题组利用有机碱催化的羟基-炔点击反应,高效地将一系列具有聚集诱导发光(AIE)特性的功能单元引入到纤维素骨架中,得到了兼具高可见光透过率、全紫外屏蔽能力、发射波长可调以及刺激响应特性的多功能荧光纤维素材料,并通过胺交换反应实现了纤维素的非破坏性可逆去功能化,有望拓展其在可持续先进紫外阻抗及智能信息加密领域的应用。
原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.75691
郑风珊教授团队:飞秒激光辅助霍普夫子稳定形核
在凝聚态物理与自旋电子学领域,拓扑磁孤子因独特拓扑结构、稳定性和可操控性而受到关注。其中,三维闭合缠绕的霍普夫子被认为是高密度、低功耗信息器件的重要候选,但其稳定形核与可靠识别仍具有挑战。
近日,华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室郑风珊教授团队联合前沿软物质学院韩宇团队、南开大学付学文团队、华南师范大学侯志鹏团队,并与德国于利希研究中心Nikolai S.Kiselev博士、瑞典乌普萨拉大学Filipp N.Rybakov博士、卢森堡大学Vlad M. Kuchkin博士等理论团队合作,提出利用飞秒激光脉冲在手性磁体FeGe中诱导孤立霍普夫子稳定形核的方法,为三维拓扑磁孤子的光学写入与调控提供了新的实验路径。
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41567-026-03236-0
李宁教授团队:高湿度稳定性和低放大自发辐射阈值的准二维钙钛矿高通量开发
卤化物钙钛矿作为低阈值激光增益介质展现出巨大潜力,但其薄膜在极端高湿(如雾、露)环境压力下极易降解,这成为走向实际应用的主要瓶颈。引入大体积有机间层阳离子构建准二维(Quasi-2D)钙钛矿能有效提升耐湿性。然而,手动探索广阔的成分空间极具挑战,且目前研究多局限于少数几种阳离子或固定掺杂浓度。如何高效筛选并协同开发出兼具极端耐湿性与超低放大自发辐射(ASE)阈值的准二维钙钛矿增益介质,依然面临严峻挑战。
近日,华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的李宁教授课题组利用自动化高通量实验平台,实现了对12种脂肪族有机阳离子的准二维钙钛矿薄膜进行高通量制备与稳定性筛选,并基于表面疏水性与晶界密度的竞争机制,开发出一种具有独特RP/DJ双阳离子混合相的准二维钙钛矿薄膜。该薄膜展示出优异的湿度稳定性和7.5 μJ cm-2超低放大自发辐射(ASE)阈值,有望拓展高性能钙钛矿激光增益介质及长寿命光电器件领域的应用。
原文链接:https://doi.org/10.1002/adom.71157
人员介绍
实验室新引进人才简介:宁莹莹教授
宁莹莹,博士,华南理工大学教授,入选2024年国家海外高层次引进人才。2014年于中国人民大学获得化学学士学位,2019年于北京大学获得无机化学博士学位(导师:张俊龙;研究方向:生物无机化学)。2019-2022年在美国哈佛大学医学院从事博士后研究(合作导师Peter Caravan),聚焦磁共振造影剂的转化研究。以第一/通讯作者在Sci. Trans. Med., PNAS, J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Chem. Sci.等期刊上发表30余篇论文。授权5项专利,转让3项。目前主要从事磁性分子的生物诊疗应用,聚焦通过调控化合物(尤其是金属配合物)的自旋态,精准控制其在疾病诊断与治疗中的功能,应用场景涵盖磁共振成像、炎症及癌症的治疗。
境内外来访参观与学术交流
●5月12日,澳门大学裴启兵教授在全重501学术报告厅作题为“Nanocomposite Scintillators”学术报告。
●5月12日,北京大学郭弘教授在全重501学术报告厅作题为“量子科技前沿进展”学术报告。
●5月28日,西班牙维戈大学Lakshminarayana Polavarapu教授在全重501学术报告厅作题为“Halide Perovskite Nanocrystals:Tailoring Light Emission through Nanoscale Chemistry”学术报告。
●5月29日,广州市铁一中学、广州天省实验学校共80余名师生来发光材料与器件全国重点实验室参观学习。
